JP2019533293A - Method and apparatus for treating the surface of a substrate using particle beams - Google Patents

Method and apparatus for treating the surface of a substrate using particle beams Download PDF

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Abstract

【課題】【解決手段】 本発明は、粒子線を用いて基板の表面を処理する方法及び装置に関する。当該方法は、前記基板(114)の前記表面(302)を照射する工程を備えており、前記基板(114)の前記表面(302)の第1領域(308)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、非パルス(306)状で前記基板(114)の前記表面(302)に当たる前記粒子線(104)により処理され、前記基板(114)の前記表面(302)の第2領域(310)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、パルス(304)状で前記基板(114)の前記表面(302)に当たる前記粒子線(104)により処理される。【選択図】図3The present invention relates to a method and apparatus for treating the surface of a substrate using a particle beam. The method comprises the step of irradiating the surface (302) of the substrate (114), wherein a first region (308) of the surface (302) of the substrate (114) has a The surface (302) is treated with the particle beam (104) impinging on the surface (302) of the substrate (114) in the form of a non-pulse (306) and a second of the surface (302) of the substrate (114). In region (310), the surface (302) of the substrate (114) is treated with the particle beam (104) impinging on the surface (302) of the substrate (114) in the form of pulses (304). [Selection] Figure 3

Description

本発明は、粒子線を用いて基板の表面を処理する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for treating a surface of a substrate using a particle beam.

産業界では、例えば、装置の表面に隆起があり、表面が、ある対象、即ち、例えば過多又は過少の材料を有する対象表面からずれる際に、被覆半導体上の表面又はその他の構成部品表面を処理する方法が用いられる。   In the industry, for example, there is a ridge on the surface of the device and the surface is treated on a coated semiconductor or other component surface when the surface deviates from an object, for example, an object surface having too much or too little material. Is used.

過剰の材料は、例えばイオンビームエッチングを用いて除去できる。サイト選択性イオンビームエッチングでは、イオンビームは処理される表面に対して移動される。処理される表面は、複数の表面セグメントに分割できる。走査時には、イオンビームは常に一の表面セグメントに所定時間留まる。   Excess material can be removed using, for example, ion beam etching. In site selective ion beam etching, the ion beam is moved relative to the surface to be processed. The surface to be treated can be divided into a plurality of surface segments. During scanning, the ion beam always remains on one surface segment for a predetermined time.

図4は、イオンビームを用いて、所定の均質性と粗さ402を得るように処理される表面406を有する基板400の模式的断面図を示す。イオンビームエッチングでは、材料は、各表面セグメントにおいて、処理される表面406から除去される。イオンビームは、複数回、即ち複数回の照射パスにおいて、所謂、走査S1、S2、S3において、表面を通過し、各走査において材料を除去する。   FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a substrate 400 having a surface 406 that is treated to obtain a predetermined homogeneity and roughness 402 using an ion beam. In ion beam etching, material is removed from the treated surface 406 at each surface segment. The ion beam passes through the surface in so-called scans S1, S2, and S3 in a plurality of times, that is, in a plurality of irradiation passes, and removes material in each scan.

現在、特定の精密な局所的基板除去又は基板堆積を達成するために、全処理期間に渡って電流密度分布の時間的恒常性が高いイオンビームを表面改質の目的で用いている。   Currently, ion beams with high temporal constancy of current density distribution are used for surface modification purposes throughout the entire processing period in order to achieve specific precise local substrate removal or substrate deposition.

各走査中、これは最小量の材料であってよく、これは基準エッチ408とも称される。基準エッチ406は、イオンビームのビームプロファイル、イオンエネルギー、技術的最大可能移動速度、及びライン供給に依存する。一回の走査当たりに除去可能な材料量は、基板上の熱応力により、最大値404に限定される。各走査中、例えば、5nmから30nmの範囲の厚さを有する材料層が、イオン照射により除去できる。従って、より多量の除去を達成するために、基板は複数回走査される。   During each scan, this may be the minimum amount of material, also referred to as reference etch 408. The reference etch 406 depends on the beam profile of the ion beam, the ion energy, the technical maximum possible moving speed, and the line supply. The amount of material that can be removed per scan is limited to a maximum value 404 due to thermal stress on the substrate. During each scan, for example, a material layer having a thickness in the range of 5 nm to 30 nm can be removed by ion irradiation. Thus, the substrate is scanned multiple times to achieve greater removal.

しかしながら、基準エッチの結果、処理される構成部品の全表面に渡って材料が不要に除去されてしまい、これにより不要に処理時間がかかり、対象平面402の均質性を低下させてしまう。   However, as a result of the reference etch, material is unnecessarily removed over the entire surface of the component being processed, which unnecessarily takes processing time and reduces the homogeneity of the target plane 402.

或いは、パルス持続時間が夫々の表面セグメントに適するように適合された、電気的に切り替えられたイオンビームが用いられる。より小さな変化を意図した基板のこれらの領域は、滞留時間がより短く、同時にパルス持続時間がより短いイオンビームで処理され、一方、より大きな変化を意図した基板のこれらの領域は、対応して滞留時間がより長く、持続時間がより長いイオンビームで処理される。費やされる全滞留時間は、複数回の走査S1、S2、S3の間で等しく分割される。   Alternatively, an electrically switched ion beam is used that is adapted to suit the respective surface segment pulse duration. These areas of the substrate intended for smaller changes are treated with an ion beam with a shorter residence time and at the same time a shorter pulse duration, while those areas of the substrate intended for larger changes are correspondingly It is treated with an ion beam having a longer residence time and a longer duration. The total dwell time spent is divided equally between the multiple scans S1, S2, S3.

しかしながら、各パルスは、表面セグメント上のイオンビームの点滅(オンオフ切り替え)という結果を生じる。点滅(オンオフ切り替え)処理により、材料除去は、時間的勾配プロファイルを有する。勾配プロファイルと、切り替え処理が行われる場所とは、時間及び/又は空間変動を有してよい。勾配プロファイルは、イオンビームエッチング中に系統誤差を引き起こす。その結果、各照射期間は、イオンビームの点滅(オンオフ切り替え)からの勾配プロファイルを有することになり、個々の期間における系統誤差は合算される。これはイオンビーム処理の精度を低下させる。   However, each pulse results in a flashing (on / off switching) of the ion beam on the surface segment. Due to the blinking (on / off switching) process, the material removal has a temporal gradient profile. The gradient profile and the location where the switching process takes place may have time and / or spatial variation. The gradient profile causes systematic errors during ion beam etching. As a result, each irradiation period has a gradient profile from the blinking (on / off switching) of the ion beam, and the systematic errors in the individual periods are added up. This reduces the accuracy of ion beam processing.

各種の実施形態では、粒子線を用いて基板の表面を処理する装置及び方法が提供される。これにより、上述した欠点の少なくとも一部は軽減又は回避すらされる。   In various embodiments, an apparatus and method for treating a surface of a substrate using a particle beam is provided. This alleviates or even avoids at least some of the drawbacks described above.

各種の実施形態では、粒子線を用いて基板の表面を処理する方法が提供される。当該方法は、前記粒子線により前記基板の前記表面を照射する工程を備える。照射時には、前記基板の前記表面の第1領域において、前記基板の前記表面は、非パルス状で前記基板の前記表面に当たる前記粒子線により処理される。照射時には、前記基板の前記表面の少なくとも第2領域において、前記基板の前記表面は、パルス状で前記基板の前記表面に当たる前記粒子線により処理される。   In various embodiments, a method for treating a surface of a substrate using a particle beam is provided. The method includes a step of irradiating the surface of the substrate with the particle beam. Upon irradiation, in the first region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is treated with the particle beam impinging on the surface of the substrate in a non-pulsed manner. At the time of irradiation, at least a second region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is treated with the particle beam impinging on the surface of the substrate in a pulsed manner.

基板の表面のパルス及び非パルス照射は、走査工程、即ち、基板の表面の処理パスにおいて起こりうる。   Pulsed and non-pulsed irradiation of the substrate surface can occur in the scanning process, i.e. the processing pass of the substrate surface.

第1パスの非パルス照射と第2パスのパルス照射とを組み合わせることにより、表面を処理するために必要なパルス数を減少又は最小にできる。   By combining non-pulse irradiation of the first pass and pulse irradiation of the second pass, the number of pulses required to treat the surface can be reduced or minimized.

従って、純粋なパルス処理と比べて、基板処理中のパルス勾配により生じる誤差を減少又は最小にできる。さもなければ、各パルスの誤差は、全照射パス(走査)に渡って合算されてしまう。パルス勾配により生じる誤差は、例えば、表面との粒子線の接触をオンオフ切り替えする際に不変の粒子線プロファイルにより生じる。   Thus, errors caused by pulse gradients during substrate processing can be reduced or minimized compared to pure pulse processing. Otherwise, the error of each pulse will be summed over all irradiation passes (scans). The error caused by the pulse gradient is caused, for example, by an invariant particle beam profile when switching the particle beam contact with the surface on and off.

非パルス表面処理、即ち、連続波処理と比べると、表面の不要又は不適当な処理を回避又は減少できる。その結果、表面をより正確に処理でき、また表面粗さがより低くなり、若しくは表面の均質性又は所与の表面性状との一致がより高くなりうる。   Compared to non-pulse surface treatment, i.e. continuous wave treatment, unnecessary or improper treatment of the surface can be avoided or reduced. As a result, the surface can be treated more accurately, and the surface roughness can be lower, or the surface can be more uniform or consistent with a given surface property.

他の異なる実施形態では、当該方法は、前記粒子線により前記基板の前記表面を照射する工程を備えており、基板の表面は、前記表面の第1領域において照射する際の粒子線により処理され、前記基板の前記表面は、第1デューティサイクルでパルス化された、前記基板の前記表面に当たる前記粒子線により処理される。前記基板の前記表面の少なくとも第2領域において、前記基板の前記表面は、前記第1デューティサイクルとは異なる第2デューティサイクルでパルス化された、前記基板の前記表面に当たる前記粒子線により処理される。   In another different embodiment, the method comprises the step of irradiating the surface of the substrate with the particle beam, wherein the surface of the substrate is treated with the particle beam upon irradiation in a first region of the surface. The surface of the substrate is treated with the particle beam impinging on the surface of the substrate, pulsed with a first duty cycle. In at least a second region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is treated with the particle beam impinging on the surface of the substrate, pulsed at a second duty cycle different from the first duty cycle. .

デューティサイクルは、パルスデューティファクタ(パルス占有率)、走査速度又はデューティサイクル(デューティ比)と称することもできる。デューティサイクルを決定するために、表面は、粒子線を用いて処理、即ち照射される複数の等寸法セグメント又は領域に細分化できる。デューティサイクルを決定するために、複数のセグメントが、セグメント当たり同じ又は一定エネルギー密度の粒子線により処理される、と更に仮定する。よって、デューティサイクルは、セグメント内のビームの全滞留時間に対する、セグメント内のオンにされたビームの時間の比から生じる。よって、デューティサイクルは、各種の実施形態において、領域セグメント当たりの滞留時間に関連する。   The duty cycle can also be referred to as pulse duty factor (pulse occupancy), scanning speed or duty cycle (duty ratio). In order to determine the duty cycle, the surface can be subdivided into a plurality of equally sized segments or regions that are treated, ie irradiated, with particle beams. To determine the duty cycle, further assume that multiple segments are processed with the same or constant energy density particle beam per segment. Thus, the duty cycle results from the ratio of the time of the turned on beam in the segment to the total dwell time of the beam in the segment. Thus, the duty cycle is related to the dwell time per region segment in various embodiments.

一のセグメントのサイズ、即ちそのエッジ長は、例えば粒子線のビームプロファイルから生じる。これは、例えばガウスビームの半値幅及び/又はステップサイズ、即ち、基板の表面上の粒子線の最小の機械的変化である。   The size of one segment, ie its edge length, arises from the beam profile of the particle beam, for example. This is, for example, the half-width and / or step size of the Gaussian beam, ie the smallest mechanical change of the particle beam on the surface of the substrate.

基板の表面の非処理時は、デューティファクタは0であることは明らかである。非パルス処理では、デューティサイクルは1.0である。パルス処理では、デューティサイクルは0.0よりも大きく、1.0よりも小さい。   Obviously, the duty factor is zero when the surface of the substrate is not treated. For non-pulse processing, the duty cycle is 1.0. In pulse processing, the duty cycle is greater than 0.0 and less than 1.0.

例えば、第1デューティサイクルは、0.0から1.0の範囲の値を有してよい。第2デューティサイクルは、例えば、0.0よりも大きく、1.0よりも小さい値を有してよい。   For example, the first duty cycle may have a value in the range of 0.0 to 1.0. The second duty cycle may have a value greater than 0.0 and less than 1.0, for example.

各種の実施形態では、当該方法は、基板の表面が、非パルス状で基板の表面に当たる粒子線により処理される非パルス照射を有する。   In various embodiments, the method includes non-pulsed irradiation where the surface of the substrate is treated with a particle beam that is non-pulsed and impinges on the surface of the substrate.

各種の実施形態では、パルス照射及び非パルス照射は、表面の一の領域又はセグメントで重なってよい。非パルス照射は、連続波照射と称されてもよい。パルス照射は、例えば、非パルス照射よりも、一定のエネルギー密度において除去速度又は分離速度が低くてよい。これにより、パルス幅の減少及び粒子線のオン/オフ動作(並びにそれに関連する、より少ない又は小さい勾配の粒子線制御)が容易になる。この結果、表面処理の信頼性はより高くなる。   In various embodiments, pulsed and non-pulsed irradiations may overlap on a region or segment of the surface. Non-pulsed irradiation may be referred to as continuous wave irradiation. Pulsed irradiation may have a lower removal rate or separation rate at a constant energy density than non-pulsed irradiation, for example. This facilitates pulse width reduction and particle beam on / off operation (and associated less or less gradient particle beam control). As a result, the reliability of the surface treatment becomes higher.

しかしながら、各種の実施形態では、セグメント当たりの滞留時間及び個々のセグメント間の除去又は分離速度は、例えばパルス振幅変調又はパルス周波数変調を実現するように変更できる。セグメント当たり又はパルス当たりの滞留時間は、例えば粒子線の一定エネルギー密度において、例えば、非パルス処理に対して減少又は増加される。その結果、除去又は分離速度を変更でき、また疑いもなく、パルス振幅を増加又は減少できる。しかしながら、パルス処理の除去又は分離速度は、夫々の領域セグメントに渡って平均化されてもよく、また非パルス処理の除去又は分離速度に対応してよい。例として、パルス処理は、滞留時間が長く、パルスが比較的狭い、即ち、粒子線の供給速度がより低い、基板の表面処理を含んでよい。この供給速度とは、走査線において表面領域での滞留時間を制御するための該走査線内の粒子線の進行である。ライン供給は、一の走査線から次の走査線への粒子線の送出である。ライン供給は、表面の常に一の領域において、粒子線の滞留時間に直接的な影響を与えることはできない。   However, in various embodiments, the residence time per segment and the removal or separation rate between individual segments can be varied to achieve, for example, pulse amplitude modulation or pulse frequency modulation. The residence time per segment or per pulse is reduced or increased, for example, for non-pulse processing, for example at a constant energy density of the particle beam. As a result, the removal or separation rate can be changed and, without a doubt, the pulse amplitude can be increased or decreased. However, the pulsing removal or separation rate may be averaged over each region segment and may correspond to the non-pulsing removal or separation rate. As an example, the pulse treatment may include a surface treatment of the substrate with a long residence time and a relatively narrow pulse, i.e., a lower particle beam delivery rate. This supply speed is the progress of the particle beam in the scanning line for controlling the residence time in the surface region in the scanning line. Line supply is the delivery of particle beams from one scan line to the next. Line feed cannot have a direct influence on the residence time of the particle beam in a constant area of the surface.

一の実施形態では、表面のパルス照射は、例えば表面の同じ領域の非パルス照射に基づいて、パルス振幅を増加又は減少させて、且つパルスブレーキ無し又は殆ど無しに、即ち、パルス振幅変調により行われる。   In one embodiment, the pulsed irradiation of the surface is performed by increasing or decreasing the pulse amplitude and with little or no pulse braking, i.e. by pulse amplitude modulation, for example based on non-pulsed irradiation of the same region of the surface. Is called.

一の実施形態では、前記方法は、処理される表面の各領域に対して、パルス及び非パルス処理の回数を決定する工程を更に備える。処理の開始前に基板の処理を明確に規定することにより、表面処理を最適化できる。   In one embodiment, the method further comprises determining the number of pulsed and non-pulsed treatments for each region of the surface to be treated. By clearly defining the processing of the substrate prior to the start of processing, the surface treatment can be optimized.

更に他の実施形態では、前記パルス処理の回数を決定する工程は、パルス幅、パルス振幅、パルス形状、パルス位置、及び/又はパルス分布を決定する工程を含んでよい。例えば、粒子線を用いた基板の表面のパルス処理のデューティサイクルは、除去又は分離する材料の量から生じる。これにより、例えば、パルス幅、(勾配)形状及び位置を決定できる必要数のパルスを最適化でき、よって、当該方法の系統誤差は減少する。   In still other embodiments, determining the number of pulse treatments may include determining a pulse width, pulse amplitude, pulse shape, pulse position, and / or pulse distribution. For example, the duty cycle of the pulsing of the surface of the substrate with particle beams results from the amount of material that is removed or separated. This makes it possible, for example, to optimize the required number of pulses from which the pulse width, (gradient) shape and position can be determined, thus reducing the systematic error of the method.

パルス分布は、例えば一又は複数の基準点に対する、例えば、パルスの位置を有することができる。基準点は、例えば、処理される領域の端部又は中心である。パルス分布は、例えば、処理される領域の中心に対するパルスの鏡対象分布であってよい。   The pulse distribution can have, for example, the position of the pulse, for example with respect to one or more reference points. The reference point is, for example, the end or center of the area to be processed. The pulse distribution may be, for example, a mirrored distribution of pulses relative to the center of the region being processed.

更に他の実施形態では、前記粒子線は、パルスが、パルス状で処理された領域の中心に対して対照的に配置されるように、パルス状で前記基板の前記表面に当たってよい。これにより、パルス状で処理される領域の表面の均質性が高めることができる。   In yet another embodiment, the particle beam may impinge on the surface of the substrate in a pulsed manner such that the pulse is positioned in contrast to the center of the pulsed region. Thereby, the homogeneity of the surface of the area | region processed by a pulse form can be improved.

更に他の実施形態では、前記方法は、前記基板の少なくとも一の領域で、表面の上又は下にある基準平面を規定する工程を更に備える。前記基板は、処理により前記領域の前記表面が前記基準平面と所定の関係を有する場合に前記領域においてパルス化される。前記領域は、他の場合では、粒子線を用いて、非パルス状で処理されるか、又は処理されなくてよい。   In yet another embodiment, the method further comprises defining a reference plane that is above or below the surface in at least one region of the substrate. The substrate is pulsed in the region when the surface of the region has a predetermined relationship with the reference plane due to processing. The region may or may not be processed non-pulsed with particle beams in other cases.

言い換えれば、基準平面は、前記基板の少なくとも一の領域で、表面の上又は下に規定されてよい。前記基板は、前記領域の前記表面が前記基準平面と所定の関係を有する場合に前記領域においてパルス化され、前記領域は、他の場合では、非パルス状で処理されるか、又は処理されない。   In other words, the reference plane may be defined above or below the surface in at least one region of the substrate. The substrate is pulsed in the region when the surface of the region has a predetermined relationship with the reference plane, and the region is otherwise non-pulsed or not processed.

例えば、基準平面は、荒い処理方法、例えば化学的機械研磨によって形成された中心での平面である。パルス機械除去照射は、例えば、表面セグメントの表面が基準平面の下に配置される場合に実行できる。非パルス機械除去照射は、例えば、表面セグメントの表面が基準平面の上、又は基準表面の近傍に配置される場合に実行できる。表面は、例えば、非パルス照射を用いても所定対象平面に到達しない場合に、基準表面の近傍に位置する。   For example, the reference plane is a central plane formed by a rough processing method such as chemical mechanical polishing. Pulsed machine ablation irradiation can be performed, for example, when the surface of the surface segment is located below the reference plane. Non-pulse mechanical removal irradiation can be performed, for example, when the surface of the surface segment is placed on or near the reference plane. The surface is positioned in the vicinity of the reference surface, for example, when it does not reach the predetermined target plane using non-pulsed irradiation.

材料は、例えば、基板の一の領域で、非パルス状で基板の表面から除去される。この領域の表面が基準平面内にある場合には、照射の種類、即ちモードは、この領域に対して変更でき、例えば、パルス材料除去に切り替えることができる。この材料は、例えば、この領域の表面が所定対象平面に配置されるまで、例えばこの領域においてパルス状で除去されてよい。その後、この領域の処理は、非照射にできる。即ち、粒子線は、この領域の基板の表面の走査パスに対して遮断できる。言い換えれば、基板の表面の少なくとも一の領域は、各種の実施形態では、パルス及び非パルス状で処理される。パルス処理及び非パルス処理は、同時に又は異なるタイミングで、例えば異なる走査パスで、実行できる。表面が基準平面の僅かに上に位置する場合には、パルス処理は、例えば、パルス及び非パルス処理の重なりを有してよい。よって、各種の実施形態では、走査の数を減少でき、及び/又は処理の精度を向上できる。基板の表面の粗さ又はうねりは、例えば、処理後に減少できる。   The material is removed from the surface of the substrate in a non-pulsed manner, for example, in a region of the substrate. If the surface of this region is in the reference plane, the type of irradiation, i.e. mode, can be changed for this region, for example switching to pulsed material removal. This material may be removed, for example, in pulses in this region until, for example, the surface of this region is placed on a predetermined object plane. Thereafter, the treatment in this area can be non-irradiated. That is, the particle beam can be blocked from the scanning path on the surface of the substrate in this region. In other words, at least one region of the surface of the substrate is processed in various embodiments in pulses and non-pulses. Pulse processing and non-pulse processing can be performed simultaneously or at different timing, for example, in different scan passes. If the surface is located slightly above the reference plane, the pulse processing may have, for example, an overlap of pulse and non-pulse processing. Thus, various embodiments can reduce the number of scans and / or improve processing accuracy. The surface roughness or waviness of the substrate can be reduced after processing, for example.

更に他の実施形態では、前記方法は、処理される前記表面の各領域に対して前記第1デューティサイクルと前記第2デューティサイクルを決定する工程を更に備える。   In yet another embodiment, the method further comprises determining the first duty cycle and the second duty cycle for each region of the surface to be treated.

更に他の実施形態では、前記非パルス照射が前記表面の一の領域で行われた後に、前記パルス照射が前記表面の同じ領域で行われる。   In yet another embodiment, after the non-pulsed irradiation is performed on one area of the surface, the pulsed irradiation is performed on the same area of the surface.

更に他の実施形態では、前記パルス照射が前記表面の一の領域で行われた後に、前記非パルス照射が前記表面の同じ領域で行われる。   In yet another embodiment, the non-pulsed irradiation is performed on the same region of the surface after the pulsed irradiation is performed on one region of the surface.

更に他の実施形態では、非パルス照射が基板の全表面で行われた後に、パルス及び非パルス照射が表面の一の領域で行われる。或いは、パルス及び非パルス照射が表面の一の領域で行われた後に、非パルス照射が基板の全表面で行われる。   In yet another embodiment, pulsed and non-pulsed irradiation is performed on a region of the surface after non-pulsed irradiation is performed on the entire surface of the substrate. Alternatively, after the pulsed and non-pulsed irradiation is performed on one area of the surface, the non-pulsed irradiation is performed on the entire surface of the substrate.

各種の実施形態では、前記粒子線は、中性粒子ビーム、イオンビーム、粒子束ビーム、中性粒子コングロマリット(中性粒子クラスタ、所謂ガスクラスタ)ビーム、イオン化粒子コングロマリット(所謂ガスクラスタ)ビーム、又は電子ビームである。中性粒子は、例えば、外見上不変の粒子として、例えば原子、分子又はこれら両方のうちの一方のコングロマリットとして理解される。しかしながら、中性粒子は、例えば、部分電荷又はダイポール等を含んでよい。イオン又は電子は、この意味では中性粒子ではない。   In various embodiments, the particle beam is a neutral particle beam, an ion beam, a particle bundle beam, a neutral particle conglomerate (neutral particle cluster, so-called gas cluster) beam, an ionized particle conglomerate (so-called gas cluster) beam, or It is an electron beam. Neutral particles are understood, for example, as seemingly invariant particles, for example as a conglomerate of one of atoms, molecules or both. However, the neutral particles may include, for example, partial charges or dipoles. Ions or electrons are not neutral particles in this sense.

各種の実施形態では、前記粒子線を用いて前記表面を処理する際に、前記基板の前記表面又は前記表面の一部から材料が除去されてよい。この処理は、例えば、イオンビームエッチングであってよい。   In various embodiments, when the surface is treated with the particle beam, material may be removed from the surface of the substrate or a portion of the surface. This process may be, for example, ion beam etching.

或いは又は加えて、前記粒子線を用いて前記表面を処理する際に、前記基板の前記表面又は前記表面の一部に材料が堆積される。この処理は、例えば、マグネトロンスパッタリングであってよい。マグネトロンスパッタリングでは、電場及び磁場は、励起プラズマの電子が、照射源のスパッタリング材料の表面上で、螺旋線路や円等のコイルパス上に偏向されるように、照射源においてスーパーインポーズされる。これにより、励起ガスの電子のパス長を長くし、電荷キャリア当たりの衝突数が増加する。その結果は、非常に低圧のプラズマ、所謂マグネトロンプラズマである。このマグネトロンプラズマの正の電荷キャリアは、スパッタリング材料の表面で電位により加速され、このスパッタリング材料の表面から衝撃処理を介して中性粒子を放出する。これらのトリガ中性粒子は、順に、基板の方向で粒子流、即ち中性粒子ビームを形成する。特定の実施形態では、ビームは、部分的にイオン化されて生じてもよい。   Alternatively or additionally, material is deposited on the surface of the substrate or a portion of the surface when processing the surface with the particle beam. This process may be, for example, magnetron sputtering. In magnetron sputtering, the electric and magnetic fields are superimposed at the irradiation source so that the electrons of the excitation plasma are deflected onto a coil path such as a spiral line or circle on the surface of the irradiation source's sputtering material. This increases the electron path length of the excitation gas and increases the number of collisions per charge carrier. The result is a very low pressure plasma, the so-called magnetron plasma. The positive charge carriers of the magnetron plasma are accelerated by a potential on the surface of the sputtering material, and neutral particles are emitted from the surface of the sputtering material through an impact treatment. These trigger neutral particles in turn form a particle flow, ie a neutral particle beam, in the direction of the substrate. In certain embodiments, the beam may be partially ionized.

各種の実施形態では、マグネトロンスパッタリングは、高パワーインパルスマグネトロンスパッタリング(HiPIMS)である。   In various embodiments, the magnetron sputtering is high power impulse magnetron sputtering (HiPIMS).

例えば、パルサ、即ち回路ブレーカは、パワー調節に用いられる。1MWよりも高いパワーのパルス放電を介して、よりイオン化度の高い粒子線をマグネトロンスパッタリングで達成できる。これは、例えば、成長層のより高い接着強度等の成長層の特性の変化をもたらす。   For example, a pulsar or circuit breaker is used for power adjustment. A particle beam with a higher degree of ionization can be achieved by magnetron sputtering through a pulsed discharge with a power higher than 1 MW. This results in a change in the properties of the growth layer, for example the higher adhesion strength of the growth layer.

一の実施形態では、前記第1領域は、前記第2領域とは異なってよい。第2領域は、時間及び/又は空間において異なってよい。第2領域は、例えば第1領域の隣に配置される。或いは又は加えて、第2領域は、第1領域とは異なるタイミングで、即ち、異なる照射でパルス化されてよい。   In one embodiment, the first region may be different from the second region. The second region may be different in time and / or space. The second region is disposed next to the first region, for example. Alternatively or in addition, the second region may be pulsed at a different timing than the first region, i.e. with a different illumination.

一の実施形態では、前記方法は、前記基板の前記表面の少なくとも一部の表面状態を検出する工程を更に備える。表面状態は、例えば、照射の前に検出できる。表面状態に基づいて、基準平面、対象平面、表面のセグメントサイズ、及びセグメント当たりの個々の照射パス(走査)における照射のデューディサイクルを決定できる。   In one embodiment, the method further comprises detecting a surface condition of at least a portion of the surface of the substrate. The surface condition can be detected, for example, before irradiation. Based on the surface condition, the reference plane, the object plane, the segment size of the surface, and the duty cycle of irradiation in individual irradiation paths (scans) per segment can be determined.

表面セグメント当たりの複数回の走査を用いて、基板に導入される熱を減少できる。なぜなら、熱の一部は、熱放散と熱照射とを介した走査の間で放散されるからである。この結果、第1領域での熱応力を減少できるので、基板の破損のリスクは低くなり、又は基板へのその他の熱的悪影響は回避される。   Multiple scans per surface segment can be used to reduce the heat introduced into the substrate. This is because some of the heat is dissipated between scans via heat dissipation and heat radiation. As a result, the thermal stress in the first region can be reduced, thereby reducing the risk of substrate damage or avoiding other adverse thermal effects on the substrate.

更に他の実施形態では、前記方法は、前記基板の前記表面の上又は下にある対象平面を決定する工程を更に備える。前記基板は、前記対象平面に到達するまで、前記基板の前記表面の少なくとも一の領域で処理される。   In yet another embodiment, the method further comprises determining an object plane that is above or below the surface of the substrate. The substrate is processed in at least one region of the surface of the substrate until it reaches the target plane.

更に他の実施形態では、前記方法は、前記基板の前記表面を更に照射する工程を更に備える。更なる照射工程中、例えば、前記粒子線は、前記対象平面に到達した前記基板の前記表面の一の領域では遮断されるので、この領域において前記表面が前記粒子線によって処理されない。粒子線は、例えば、シャッタ及び/又は粒子線を切ることにより遮断できる。   In yet another embodiment, the method further comprises irradiating the surface of the substrate. During the further irradiation step, for example, the particle beam is blocked in a region of the surface of the substrate that has reached the target plane, so that the surface is not treated by the particle beam in this region. The particle beam can be blocked, for example, by turning off the shutter and / or the particle beam.

更に他の実施形態では、前記方法は、少なくとも一の他の更なる照射工程を備えている。前記非パルス照射の前記基板の前記表面の前記第1領域は、パルス状で前記基板の前記表面に当たる前記粒子線を用いた前記他の更なる照射工程中に処理される。言い換えれば、先の非パルス化領域は、他のタイミングで、例えば後の走査中に、パルス化できる。   In yet another embodiment, the method comprises at least one other additional irradiation step. The first region of the surface of the non-pulsed substrate is processed during the further further irradiation step using the particle beam that impinges on the surface of the substrate in a pulsed manner. In other words, the previous non-pulsed region can be pulsed at another timing, for example during a later scan.

各種の実施形態では、粒子線を用いて基板の表面を処理する装置が提供される。該装置は、粒子線により前記基板の前記表面を処理するように設計された粒子線源を有する。当該装置は、前記粒子線を制御するビーム源制御手段を更に含む。該ビーム源制御手段は、前記粒子線により前記基板の前記表面を照射するように構成されており、前記基板の前記表面の第1領域において、前記基板の前記表面は、非パルス状で前記基板の前記表面に突き当たる前記粒子線により処理され、前記基板の前記表面の第2領域において、前記基板の前記表面は、前記基板の前記表面上へパルス化された前記粒子線により処理される。   In various embodiments, an apparatus for treating a surface of a substrate using a particle beam is provided. The apparatus has a particle beam source designed to treat the surface of the substrate with particle beams. The apparatus further includes beam source control means for controlling the particle beam. The beam source control means is configured to irradiate the surface of the substrate with the particle beam, and in the first region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is non-pulsed and the substrate In the second region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is treated with the particle beam pulsed onto the surface of the substrate.

各種の実施形態では、粒子線を用いて基板の表面を処理する装置が提供される。該装置は、粒子線により基板の表面を処理するように設計された粒子線源を有する。当該装置は、前記粒子線を制御するビーム源制御手段を更に含む。該ビーム源制御手段は、前記粒子線により前記基板の前記表面を照射するように構成されており、前記基板の前記表面の第1領域において、前記基板の前記表面は、第1デューティサイクルでパルス化された、前記基板の前記表面に当たる前記粒子線により処理され、前記基板の前記表面の第2領域において、前記基板の前記表面は、前記第1デューティサイクルとは異なる第2デューティサイクルでパルス化された、前記基板の前記表面に当たる前記粒子線により処理される。   In various embodiments, an apparatus for treating a surface of a substrate using a particle beam is provided. The apparatus has a particle beam source designed to treat the surface of a substrate with particle beams. The apparatus further includes beam source control means for controlling the particle beam. The beam source control means is configured to irradiate the surface of the substrate with the particle beam, and in the first region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is pulsed at a first duty cycle. Processed in the second region of the surface of the substrate, wherein the surface of the substrate is pulsed at a second duty cycle different from the first duty cycle. Processed by the particle beam impinging on the surface of the substrate.

一の実施形態では、当該装置は、処理チャンバを有する。前記照射源及び前記基板の少なくとも一部は、例えば照射中に、前記処理チャンバ内に配置される。   In one embodiment, the apparatus has a processing chamber. The irradiation source and at least a part of the substrate are arranged in the processing chamber, for example during irradiation.

本発明の実施形態を図面に例示し、以下に、より詳細に説明する。   Embodiments of the present invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.

これらの図面は以下について示している。   These drawings show the following:

各種の実施形態に係る装置を示す図である。It is a figure which shows the apparatus which concerns on various embodiment. 各種の実施形態に係る装置のビーム源制御を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the beam source control of the apparatus which concerns on various embodiment. 各種の模範的実施形態に係る方法を示す図である。FIG. 6 illustrates a method according to various exemplary embodiments. 基板の表面の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the surface of a board | substrate.

以下の詳細な説明では、添付図面を参照する。添付図面は、本明細書の一部を形成しており、本発明を用いた具体的な実施形態が例示により示されている。この点で、例えば「上」「下」「前」「後ろ」「前に「後ろに等の方向を示す文言は、説明される図面の方位に対して用いられる。実施形態の構成部品は、複数の異なる方位で配置できるので、この方向を示す文言は例示的であり、決して限定的ではない。他の実施形態が用いられてもよく、本発明の保護範囲から逸脱することなく、構造的又は論理的な変更が行われてよいことは言うまでもない。ここに記載された各種の模範的実施形態の特徴は、特に詳細に明記しない限り、互いに組み合わされてよいことは言うまでもない。従って、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により規定される。   In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings. The accompanying drawings form part of the present specification and illustrate specific embodiments using the present invention. In this regard, for example, the terms “up”, “down”, “front”, “back”, “front”, “back, etc.” are used with respect to the orientation of the drawings to be described. Since it can be arranged in a plurality of different orientations, the wording of this direction is exemplary and is in no way limiting, other embodiments may be used and are structural without departing from the protection scope of the present invention. It goes without saying that logical changes may be made, and the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with each other, unless expressly specified otherwise. The detailed description of should not be construed in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

本明細書で用いられるように、「結合された」、「接続された」、及び「連結された」という文言は、直接的及び間接的結合と、直接的又は間接的接続、及び直接的及び間接的連結を述べるために用いられる。図中、同一又は類似の要素には、適宜、同一の参照符号が付与される。   As used herein, the terms “coupled”, “connected”, and “coupled” refer to direct and indirect coupling, direct or indirect connection, and direct and Used to describe indirect linkage. In the drawings, the same or similar elements are appropriately given the same reference numerals.

図1は、装置100を模式的に示す図である。このような装置100は、例えば、粒子線104を用いた基板114の表面の処理に適している。   FIG. 1 is a diagram schematically showing the apparatus 100. Such an apparatus 100 is suitable, for example, for processing the surface of the substrate 114 using the particle beam 104.

装置100は、領域106(ストライク領域とも称される)において基板114の表面の一の領域に当たる粒子線104を出射するように設計された粒子線源102を有する。   The apparatus 100 has a particle beam source 102 designed to emit a particle beam 104 that strikes a region of the surface of the substrate 114 in a region 106 (also referred to as a strike region).

粒子線源102は、例えば基板から材料を除去する又は表面から材料を分離するために、粒子線を用いた基板の表面の処理に適するように適合される。   The particle beam source 102 is adapted to be suitable for treating the surface of a substrate with a particle beam, for example to remove material from the substrate or to separate material from the surface.

一の実施形態では、照射源102は、イオンビーム源であり、粒子線140は、例えば、ガウス電荷電流分布密度を有する集束イオンビームである。イオンビームは、この例において、基板から薄膜を除去するために用いられる。イオンビーム源は、幅広イオンビーム源として構成されてよい。   In one embodiment, the irradiation source 102 is an ion beam source and the particle beam 140 is a focused ion beam having, for example, a Gaussian charge current distribution density. An ion beam is used in this example to remove the thin film from the substrate. The ion beam source may be configured as a wide ion beam source.

装置100は、粒子線104を制御するビーム源制御器112を更に含む。各種の実施形態によれば、このようなビーム源制御器112は、自動的に、又は手動で、又は対応する組み合わせで粒子線のパラメータ及び特性を変更、制御、相殺及び/又は再調整してよい。これは、粒子線源102の異なる構成部品の位置又は電気動作電流に関係してよい。同様に、このビーム源制御器112は、ビームニュートライザの特性、粒子線源の原料ガスの組成及び線量、及び/又は各種成分の温度等の、粒子線104の直接的又は間接的パラメータに関係してよい。   The apparatus 100 further includes a beam source controller 112 that controls the particle beam 104. According to various embodiments, such a beam source controller 112 may modify, control, cancel and / or readjust particle beam parameters and characteristics automatically, manually, or in corresponding combinations. Good. This may be related to the position of the different components of the particle beam source 102 or the electrical operating current. Similarly, the beam source controller 112 relates to direct or indirect parameters of the particle beam 104, such as the characteristics of the beam neutralizer, the source gas composition and dose of the particle beam source, and / or the temperature of various components. You can do it.

加えて、ビーム源制御器112は、粒子線源102、ひいては粒子線104のパラメータを変更してよい。例えば、粒子線の荷電粒子の運動エネルギーに効果を及ぼす加速電圧を変更できる。ビーム源制御器112は、粒子線104の粒子数を制御するように、粒子線源102へのガス源(図示せず)又は粒子線源102のプラズマ励起を含有及び制御又は調節してもよい。ガス供給は、一般に、粒子線140を維持するために粒子線源に必要であってよい。プラズマ励起は、一般に、供給されるガスから、荷電又は非中性粒子ビーム104に必要な電荷キャリア(例えばイオン)を生成するために、荷電粒子で動作される粒子線源に必要とされる。   In addition, the beam source controller 112 may change the parameters of the particle beam source 102 and thus the particle beam 104. For example, the acceleration voltage that has an effect on the kinetic energy of charged particles of a particle beam can be changed. The beam source controller 112 may contain and control or adjust a gas source (not shown) to the particle beam source 102 or plasma excitation of the particle beam source 102 to control the particle number of the particle beam 104. . A gas supply may generally be necessary for the particle beam source to maintain the particle beam 140. Plasma excitation is generally required for particle beam sources operated with charged particles to generate charge carriers (eg, ions) required for charged or non-neutral particle beam 104 from a supplied gas.

ビーム源制御器112は、基板114の表面を照射する粒子源102を備えて構成されており、基板114の表面の第1領域において、基板114の表面は、非パルス状で基板114の表面に当たる粒子線104により処理され、基板114の表面の第2領域において、基板114の表面は、パルス状で基板114の表面に当たる粒子線104により処理される。   The beam source controller 112 includes a particle source 102 that irradiates the surface of the substrate 114. In the first region of the surface of the substrate 114, the surface of the substrate 114 hits the surface of the substrate 114 in a non-pulsed manner. In the second region of the surface of the substrate 114 that is processed by the particle beam 104, the surface of the substrate 114 is processed by the particle beam 104 that impinges on the surface of the substrate 114 in pulses.

或いは又は加えて、照射用ビーム源制御器112は、基板114の表面の第1領域において、基板114の表面が、第1デューティサイクルでパルス化された、基板114の表面に当たる粒子線104により処理され、基板114の表面の第2領域において、基板114の表面が、第1デューティサイクルとは異なる第2デューティサイクルでパルス化された、基板114の表面に当たる粒子線104により処理されるように、配置される。   Alternatively or additionally, the irradiation beam source controller 112 may process the surface of the substrate 114 with a particle beam 104 impinging on the surface of the substrate 114 that is pulsed with a first duty cycle in a first region of the surface of the substrate 114. And in the second region of the surface of the substrate 114, the surface of the substrate 114 is processed by the particle beam 104 impinging on the surface of the substrate 114, pulsed at a second duty cycle different from the first duty cycle, Be placed.

ビーム源制御器112は、基板の表面を非パルス照射するための粒子線源102を更に備えており、非パルス照射では、基板の表面は、非パルス状で基板114の表面に当たる粒子線104により処理される。   The beam source controller 112 further includes a particle beam source 102 for non-pulse irradiation of the surface of the substrate. In non-pulse irradiation, the surface of the substrate is non-pulsed by the particle beam 104 that hits the surface of the substrate 114. It is processed.

一の実施形態では、装置100は処理チャンバ122を有する。照射源102及び基板114の少なくとも一部は、例えば照射中、処理チャンバ122内に配置される。言い換えれば、装置100は、断面図に示される処理チャンバ122を有しており、その内部には、粒子線104を出射するように構成された粒子線源102が配置される。   In one embodiment, the apparatus 100 has a processing chamber 122. At least a portion of the irradiation source 102 and the substrate 114 are disposed in the processing chamber 122, for example, during irradiation. In other words, the apparatus 100 has a processing chamber 122 shown in a sectional view, in which a particle beam source 102 configured to emit a particle beam 104 is disposed.

粒子線源102は、処理チャンバ122(可動又は固定)の壁、又は処理チャンバ122内(例えば処理チャンバ122のドアの底部、例えば粒子線源102が設けられ、且つ粒子線源102を移動できるキャリッジ)に設けられてよい。   The particle beam source 102 may be a wall of the processing chamber 122 (movable or fixed), or a carriage in the processing chamber 122 (for example, the bottom of the door of the processing chamber 122, for example, the particle beam source 102 is provided and can move the particle beam source 102 ).

処理チャンバ122は、処理チャンバ壁及び隣接装置の温度を制御する温度制御器を更に含んでよい。各種の実施形態では、粒子線104による基板114の処理の結果が温度に依存するので温度制御器は有用であってよい。例えばアースへの電気接続は、粒子線を用いた処理中に基板114の電気充電を相殺するのに各種の実施形態において有用であってよい。   The processing chamber 122 may further include a temperature controller that controls the temperature of the processing chamber walls and adjacent devices. In various embodiments, the temperature controller may be useful because the result of processing the substrate 114 by the particle beam 104 is temperature dependent. For example, an electrical connection to ground may be useful in various embodiments to offset electrical charging of the substrate 114 during processing with particle beams.

処理チャンバ122は、粒子線による処理中に基板114の充電を相殺できるビーム中性化装置を更に備えてよい。基板は、充電を防ぐために、例えば接地電位である基準電位に電気的に接続されてよい。   The processing chamber 122 may further include a beam neutralizer that can offset the charging of the substrate 114 during processing with the particle beam. The substrate may be electrically connected to a reference potential, for example a ground potential, to prevent charging.

処理チャンバ122は、処理チャンバ122内の圧力を調節できる適切な真空システムを含んでもよく、よって、希望通りに処理チャンバ122内部で真空を作り出すことができる。   The processing chamber 122 may include a suitable vacuum system that can regulate the pressure within the processing chamber 122 so that a vacuum can be created within the processing chamber 122 as desired.

粒子線源102の位置は、ホルダ(図示せず)及びビーム源制御器112により変更できる。   The position of the particle beam source 102 can be changed by a holder (not shown) and a beam source controller 112.

ホルダは、一、二又は全三空間方向の直進運動、及び/又は一、二又は全三空間軸の周りの回転運動を可能とするように構成されてよい。或いは又は加えて、それに応じて基板を移動できる。   The holder may be configured to allow linear movement in one, two or all three spatial directions and / or rotational movement about one, two or all three spatial axes. Alternatively or additionally, the substrate can be moved accordingly.

粒子線104は、基板の表面のストライク領域106に当たってよい。ホルダを用いて、ストライク領域106を基板114の表面の任意の位置又は領域に移動できる。   The particle beam 104 may strike a strike region 106 on the surface of the substrate. Using the holder, the strike region 106 can be moved to any position or region on the surface of the substrate 114.

一の実施形態では、基板114を処理する方法は、以下を含んでよい。   In one embodiment, a method for processing a substrate 114 may include:

基板114は、予め測定されてよく、即ち表面状態、例えば表面凹凸は、干渉法により決定されてよい。表面凹凸情報は、基板114の初期状態として、検出器122のメモリ(例えばプログラム可能プロセッサ及び/又はハードワイヤードロジック等のプロセッサ)に格納されてよい。   The substrate 114 may be measured in advance, ie the surface condition, eg surface irregularities, may be determined by interferometry. The surface irregularity information may be stored in a memory of the detector 122 (for example, a processor such as a programmable processor and / or a hard wired logic) as an initial state of the substrate 114.

そして基板114は、基板ホルダ、及び真空システムにより適切な処理圧に減圧された処理チャンバ122に保持できる。ホルダは、粒子線源102をオンにする際に、粒子線104が、シールド、例えば振動板に当たるように位置されてよい。   The substrate 114 can be held in the processing chamber 122 that has been reduced to an appropriate processing pressure by a substrate holder and a vacuum system. The holder may be positioned such that when the particle beam source 102 is turned on, the particle beam 104 hits a shield, for example a diaphragm.

その後、粒子線源102は、ビーム源制御器112を用いてオンにできる。実施形態によっては、粒子線源102が安定した粒子線104を有するまで、即ち、例えば、粒子線104が小さい強さ変動のみを有するまで、待つことができる。   Thereafter, the particle beam source 102 can be turned on using the beam source controller 112. In some embodiments, one can wait until the particle beam source 102 has a stable particle beam 104, ie, for example, until the particle beam 104 has only a small intensity variation.

粒子線104のストライク領域106は、ビーム源制御器112とホルダとにより変更できる。   The strike region 106 of the particle beam 104 can be changed by the beam source controller 112 and the holder.

所望の応用によっては、基板114にとって粒子線104の焦点面にあることは有利であってよい。その結果、ストライク領域106は空間範囲で最小にされ、よって、基板114の所望の処理の空間分解能は最大にされる。或いは、基板114は、焦点面から外れて位置されてよい。その結果、熱出力密度を減少できる。   Depending on the desired application, it may be advantageous for the substrate 114 to be in the focal plane of the particle beam 104. As a result, the strike region 106 is minimized in the spatial range, and thus the spatial resolution of the desired processing of the substrate 114 is maximized. Alternatively, the substrate 114 may be positioned off the focal plane. As a result, the heat output density can be reduced.

基板114の表面特性、例えば表面うねりを測定することにより、基板114上の粒子線104二次元除去速度は、例えば干渉計測法と、基板114の以前に決定されたデータとの比較とを用いて決定できる。この二次元除去速度は、ガウス二次元除去速度に対応してよい。   By measuring the surface properties of the substrate 114, such as surface waviness, the particle beam 104 two-dimensional removal rate on the substrate 114 can be determined using, for example, interferometry and a comparison of previously determined data of the substrate 114. Can be determined. This two-dimensional removal rate may correspond to a Gaussian two-dimensional removal rate.

その後、基板114は、処理チャンバ122で基板ホルダに取り付けることができ、処理チャンバ122は、真空システムを用いて適切な処理圧に減圧できる。上述したように、その後、粒子線源102は、安定な粒子線104で運転できる。   The substrate 114 can then be attached to the substrate holder in the processing chamber 122, and the processing chamber 122 can be depressurized to an appropriate processing pressure using a vacuum system. As described above, the particle beam source 102 can then be operated with a stable particle beam 104.

その後、粒子線の二次元分布密度関数を決定できる。この結果、対応パラメータでの二次元分布密度関数は、十分な精度でビームのストライク領域(所謂、基準点)の二次元除去速度のモデルとなる二次元相関分布密度関数を生成するように適合される。対応する精度は、処理基板114に対する所望の結果に依存する。   Thereafter, the two-dimensional distribution density function of the particle beam can be determined. As a result, the two-dimensional distribution density function with corresponding parameters is adapted to generate a two-dimensional correlation distribution density function that is a model of the two-dimensional removal rate of the strike region (so-called reference point) of the beam with sufficient accuracy. The The corresponding accuracy depends on the desired result for the processing substrate 114.

その後、決定装置122を用いて計算を行うことができる。この計算では、基板114に対する粒子線104のモーションプロファイルを決定するために、二次元相関分布密度を用いてよい。或いは、基準点の二次元除去速度を用いて、例えば、このモーションプロファイルを生成し、ビーム源制御器112のメモリに格納してよい。   Thereafter, calculations can be performed using the decision device 122. In this calculation, the two-dimensional correlation distribution density may be used to determine the motion profile of the particle beam 104 relative to the substrate 114. Alternatively, the motion profile may be generated, for example, using the two-dimensional removal rate of the reference point and stored in the memory of the beam source controller 112.

このモーションプロファイルは、基板上の粒子線104の位置、相対対流時間、デューティサイクル、及びパルス形状を含んでよい。或いは、モーションプロファイルは、速度が基板114の表面に対する粒子線104の移動速度を描く、速度データを含んでよい。   This motion profile may include the position of the particle beam 104 on the substrate, the relative convection time, the duty cycle, and the pulse shape. Alternatively, the motion profile may include velocity data where the velocity describes the moving velocity of the particle beam 104 relative to the surface of the substrate 114.

モーションプロファイルは、一又は二以上の走査パスを有してよい。一の走査パスでは、粒子線源は表面の各領域を通過する。この場合、パルス化された、非パルス化された、又は(例えば、シールドで粒子線を遮断することにより)何もされない粒子線は、基板の表面に当たることができる。   A motion profile may have one or more scan paths. In one scan pass, the particle beam source passes through each region of the surface. In this case, the pulsed, non-pulsed, or untreated particle beam (eg, by blocking the particle beam with a shield) can strike the surface of the substrate.

検出器122は、モーションプロファイルが実行されるように、ビーム源制御器112及び/又はホルダ(図示せず)に電気的に接続されてよい。その後、ビーム源制御器112及びホルダを用いて、粒子線104のストライク領域106は、基板114の表面の処理に対応するモーションプロファイルに応じて、基板114の表面に渡って誘導することができる。そして、処理された基板114は、処理チャンバ122から取り外されてよい。   The detector 122 may be electrically connected to the beam source controller 112 and / or a holder (not shown) so that a motion profile is performed. Thereafter, using the beam source controller 112 and the holder, the strike region 106 of the particle beam 104 can be directed across the surface of the substrate 114 in response to a motion profile corresponding to the processing of the surface of the substrate 114. The processed substrate 114 may then be removed from the processing chamber 122.

決定装置122で実施される方法は、例えば、基板の表面が、所望パターン、又は処理後にできるだけ平坦な表面を有するように、モーションプロファイルを計算できる。   The method implemented in the determination device 122 can, for example, calculate a motion profile such that the surface of the substrate has a desired pattern or a surface that is as flat as possible after processing.

局所的に異なる除去又は局所的に異なる堆積を行うために、基板及び/又は粒子線は、機械的位置決めシステムで移動され、並びに/或いは、粒子線は、例えば異なるデューティサイクルでパルス化される。   In order to perform locally different removals or locally different depositions, the substrate and / or particle beam is moved with a mechanical positioning system and / or the particle beam is pulsed, for example with different duty cycles.

機械的システムの限定的な機械力学により、表面セグメント当たりの最小滞留時間は、典型的には少なくとも十分の数ミリ秒である。   Due to the limited mechanical dynamics of the mechanical system, the minimum residence time per surface segment is typically at least a few milliseconds.

パルス化粒子線を用いることにより、一の表面セグメントにおける時間平均化ビーム強度を低下できる。その結果、最小局所的滞留時間を減少できる。   By using a pulsed particle beam, the time-averaged beam intensity at one surface segment can be reduced. As a result, the minimum local residence time can be reduced.

モーションプロファイルは、各種の模範的実施形態では、粒子線104を用いて基板114の表面を処理する方法の一部である。   The motion profile is part of the method of treating the surface of the substrate 114 with the particle beam 104 in various exemplary embodiments.

この方法は、粒子線104により基板114の表面を照射する工程を備える。照射時には、基板の表面の第1領域において、基板の表面は、非パルス状で基板の表面に当たる粒子線により処理される。基板の表面の第2領域では、基板の表面は、基板の表面上をパルス化された粒子線で照射する際に照射される。   This method includes a step of irradiating the surface of the substrate 114 with the particle beam 104. At the time of irradiation, in the first region on the surface of the substrate, the surface of the substrate is treated with a particle beam that hits the surface of the substrate in a non-pulsed manner. In the second region of the substrate surface, the substrate surface is irradiated when irradiating the surface of the substrate with a pulsed particle beam.

或いは又は加えて、基板の表面の第1領域において照射される際には、基板の表面は、第1デューティサイクルでパルス化された、基板の表面に当たる粒子線により処理される。基板の表面の第2領域において、基板の表面は、第2デューティサイクルでパルス化された、基板の表面に当たる粒子線により処理される。第2デューティサイクルは、第1デューティサイクルとは異なる。   Alternatively or additionally, when irradiated in a first region of the substrate surface, the substrate surface is treated with a particle beam impinging on the substrate surface, pulsed at a first duty cycle. In the second region of the substrate surface, the substrate surface is treated with a particle beam impinging on the substrate surface, pulsed with a second duty cycle. The second duty cycle is different from the first duty cycle.

パルス照射は、例えば、基板の表面及び/又は基板の表面の一の領域の非パルス照射の後に行われる。或いは、基板の表面及び/又は基板の表面の一部の非パルス照射は、パルス照射の後に行われる。   The pulsed irradiation is performed, for example, after non-pulsed irradiation of the surface of the substrate and / or a region of the surface of the substrate. Alternatively, non-pulse irradiation of the surface of the substrate and / or part of the surface of the substrate is performed after the pulse irradiation.

粒子線は、例えば、中性粒子ビーム、クラスタビーム、クラスタイオンビーム、イオンビーム又は電子ビームである。基板の表面を処理する方法は、例えば、マグネトロンスパッタリングである。   The particle beam is, for example, a neutral particle beam, a cluster beam, a cluster ion beam, an ion beam, or an electron beam. A method for treating the surface of the substrate is, for example, magnetron sputtering.

粒子線を用いて表面を処理する際には、基板の表面から材料を除去でき、及び/又は基板の表面に材料を堆積できる。   When treating a surface with a particle beam, the material can be removed from the surface of the substrate and / or the material can be deposited on the surface of the substrate.

第1領域、即ち、非パルス処理領域は、第2領域、即ち、パルス処理領域と異なってよい。非パルス処理領域は、他の走査等の、その後の処理でパルス化することにより処理できる。   The first region, i.e. the non-pulse processing region, may be different from the second region, i.e. the pulse processing region. The non-pulse processing region can be processed by pulsing in subsequent processing such as other scanning.

電流測定装置、ホルダ又は電流プローブ等の装置の全構成部品は、特定環境に適するように適合できる。例えば、この装置が真空で作動される場合には、フローガイド、グリース及び部品材料が適合されてよい。   All components of the device such as a current measuring device, holder or current probe can be adapted to suit a particular environment. For example, if the device is operated in a vacuum, the flow guide, grease and component materials may be adapted.

各種の実施形態に係る方法について、図2に関連してより詳細に説明する。   Methods according to various embodiments are described in more detail with respect to FIG.

図2は、各種の模範的実施形態に係る装置のビーム源制御を示すブロック図である。ビーム源制御器112は、セキュリティコントローラ又はリモートモニタ等の装置の外部環境に装置を接続又は統合する一又は複数のポート202を有する。   FIG. 2 is a block diagram illustrating beam source control of an apparatus according to various exemplary embodiments. The beam source controller 112 has one or more ports 202 that connect or integrate the device into the external environment of the device, such as a security controller or remote monitor.

ビーム源制御器112は、装置の構成部品及びモジュールの個々の信号を受信、評価及び制御する、プロセッサ204、コンピュータ204、又はその他の計算装置204(以下、処理モジュールコンピュータPMCと称される)を含んでよい。   The beam source controller 112 receives a processor 204, computer 204, or other computing device 204 (hereinafter referred to as a processing module computer PMC) that receives, evaluates and controls the individual signals of the components and modules of the device. May include.

PMC204は、自由にプログラム可能なプロセッサ(例えばマイクロプロセッサ又はナノプロセッサ)、ハードワイヤードロジック又はファームウェア、又は例えば特定用途向け集積回路(ASIC)又はフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)であってよい。   The PMC 204 may be a freely programmable processor (eg, a microprocessor or nanoprocessor), hardwired logic or firmware, or an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA).

中でも、中心軸システム206は、PMC204に接続され、ビーム源102の粒子線104及びそのビームプロファイルを制御するために、スイッチ回路212により粒子線回路208及び加速器回路210に接続される。   Among other things, the central axis system 206 is connected to the PMC 204 and is connected to the particle beam circuit 208 and the accelerator circuit 210 by a switch circuit 212 to control the particle beam 104 of the beam source 102 and its beam profile.

粒子線スイッチ回路208及び加速器回路210は、夫々、互いに技術的に等しい電源を有してよい。   The particle beam switch circuit 208 and the accelerator circuit 210 may each have power supplies that are technically equal to each other.

スイッチ回路212は、照射源102と粒子線回路208との間、及び/又は照射源102と加速器回路210との間に、電気的に切り替え可能なスイッチ、例えばパワートランジスタを備えてよい。スイッチ回路212は、粒子線回路208又は加速器回路210の電位を照射源102に電気的に接続できるように、或いは、接地電位又は他の電位を照射源102に印加できるように、構成されてよい。このようにして、粒子線を容易にパルス化でき、表面上のパルスの位置及びそのエネルギーを容易に調整できる。   The switch circuit 212 may comprise an electrically switchable switch, such as a power transistor, between the irradiation source 102 and the particle beam circuit 208 and / or between the irradiation source 102 and the accelerator circuit 210. The switch circuit 212 may be configured such that the potential of the particle beam circuit 208 or the accelerator circuit 210 can be electrically connected to the irradiation source 102, or a ground potential or other potential can be applied to the irradiation source 102. . In this way, the particle beam can be easily pulsed and the position of the pulse on the surface and its energy can be easily adjusted.

図3は、各種の模範的実施形態に係る方法を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a method according to various exemplary embodiments.

上述したモーションプロファイルは、各種の実施形態において、粒子線104を用いて基板の表面302を処理する方法300であってよい。   The motion profile described above may be a method 300 for treating the surface 302 of the substrate using the particle beam 104 in various embodiments.

図3の上部に、粒子線104を用いて処理される基板の表面302の断面プロファイルを示す。粒子線は、複数のパス(走査)S1、S2、S3において表面を駆動又は誘導される。   In the upper part of FIG. 3, a cross-sectional profile of the surface 302 of the substrate processed using the particle beam 104 is shown. The particle beam is driven or guided on the surface in a plurality of passes (scanning) S1, S2, S3.

一方、材料は基板の表面から、即ち、粒子線パルス304を用いてパルス化310されてよく、又は、連続波モード306で非パルス化308されてよい。或いは、表面は処理されないままでもよい。例えば、表面が処理されない場合、粒子線はオフ又は遮断されており、表面から材料は全く除去されない。   On the other hand, the material may be pulsed 310 from the surface of the substrate, ie, using particle beam pulses 304, or may be unpulsed 308 in continuous wave mode 306. Alternatively, the surface may remain untreated. For example, if the surface is not treated, the particle beam is off or blocked and no material is removed from the surface.

非処理では、デューティサイクルは0.0である。非パルス処理では、デューティサイクルは1.0である。パルス処理では、デューティサイクルは0.0よりも大きく、1.0よりも小さい。   In non-processing, the duty cycle is 0.0. For non-pulse processing, the duty cycle is 1.0. In pulse processing, the duty cycle is greater than 0.0 and less than 1.0.

断面プロファイルの下に、表面セグメントの局所的除去速度332、速度プロファイル334、及び断面プロファイルに対する異なる走査S1、S2、S3を夫々示す。除去速度332は、位置当たりの滞留時間を用いて、粒子線の一定エネルギー分布に設定できる。滞留時間は、例えば粒子線の供給速度を用いて調整できる。供給速度の局所変動、ひいては滞留時間により、吸収線量の変調を達成できる。供給速度の変化、故に滞留時間は、粒子線の速度プロファイル334から明らかであろう。粒子線は、例えば第2領域338よりも第1領域336においてより低速に誘導されてよい。   Below the cross-sectional profile are shown the local segment removal rate 332, the speed profile 334, and the different scans S1, S2, S3 for the cross-sectional profile, respectively. The removal rate 332 can be set to a constant energy distribution of the particle beam using the residence time per position. The residence time can be adjusted using, for example, the supply rate of the particle beam. Modulation of the absorbed dose can be achieved by local fluctuations in the feed rate and thus by the residence time. The change in feed rate and hence the residence time will be apparent from the particle beam velocity profile 334. The particle beam may be guided at a lower speed in the first region 336 than in the second region 338, for example.

複数の走査S1、S2、S3で除去された材料の合計は、基板の表面302が(以下により詳細に説明する)基準平面320の下に配置される場合には、(以下により詳細に説明する)対象平面330の上の断面プロファイルに示される材料にほぼ対応する。   The sum of the material removed in the multiple scans S1, S2, S3 is (as will be described in more detail below) if the substrate surface 302 is positioned below the reference plane 320 (described in more detail below). ) Substantially corresponds to the material shown in the cross-sectional profile above the object plane 330.

処理される表面は、基準平面320よりも実質的に下の表面を持つ複数のセグメントでは最大速度で、端部周辺(夫々の走査に対して線図334で示される)ではより低速に照射できる。   The surface to be treated can be illuminated at a maximum speed for segments having a surface substantially below the reference plane 320 and slower at the periphery of the edge (shown as diagram 334 for each scan). .

複数の走査S1、S2、S3における夫々の走査で露出された基板の表面は、粒子線104により、一のセグメントにおける材料の最大可能部分318が、例えば一のセグメント毎の装置固有の最小除去時間及び滞留時間で非パルス除去されるように、処理される。残り314は、最小可能デューティサイクルを用いてパルス状で一の走査で除去される。デューティサイクルは、一のパルスを用いて、又は一のセグメントの中心に対照的に照射された複数のパルスを用いて実現できる。   The surface of the substrate exposed in each of the scans S1, S2, and S3 is caused by the particle beam 104 so that the maximum possible portion 318 of the material in one segment is, for example, the minimum removal time specific to the apparatus for each segment. And processed to be non-pulsed with dwell time. The remaining 314 is pulsed out in one scan using the minimum possible duty cycle. The duty cycle can be achieved with one pulse or with multiple pulses illuminated in contrast to the center of a segment.

非パルス処理308とパルス処理310とを組み合わせることにより、パルス数を減少又は最小にできる。このようにして、純粋なパルス処理と比べて、基板処理時のパルス勾配により生じる誤差を減少又は最小にできる。   By combining non-pulse processing 308 and pulse processing 310, the number of pulses can be reduced or minimized. In this way, errors caused by pulse gradients during substrate processing can be reduced or minimized compared to pure pulse processing.

パルスの勾配及び位置指定により生じる誤差は、例えば、表面上に当たる粒子線をオンオフ切り替えする際に、連続粒子線プロファイルによりマッピングされる。   Errors caused by the gradient and position of the pulse are mapped by a continuous particle beam profile, for example when switching the particle beam impinging on the surface on and off.

非パルス表面処理、即ち、連続波処理と比べると、表面の不要又は不適当な処理を回避又は減少できる。その結果、表面をより正確に処理でき、また表面粗さがより低くなり、若しくは表面の均質性又は所与の表面性状との一致がより高くなりうる。   Compared to non-pulse surface treatment, i.e. continuous wave treatment, unnecessary or improper treatment of the surface can be avoided or reduced. As a result, the surface can be treated more accurately, and the surface roughness can be lower, or the surface can be more uniform or consistent with a given surface property.

この方法は、例えば、基板の表面の少なくとも一部の表面状態を検出する工程を備える。過剰の材料又は材料の不足は、例えば所定の対象平面330に対して基板の表面302から開始して決定できる。対象平面330は、例えば、達成される層厚、及び/又は基板の表面の均質性である。   The method includes, for example, detecting a surface state of at least a part of the surface of the substrate. Excess material or material deficiency can be determined, for example, starting from the surface 302 of the substrate for a given object plane 330. The object plane 330 is, for example, the layer thickness achieved and / or the homogeneity of the surface of the substrate.

言い換えれば、この方法は、基板の表面302の上又は下にある対象平面330を決定することを含んでよい。基板は、対象平面に到達するまで、基板の表面の少なくとも一の領域で処理できる。   In other words, the method may include determining an object plane 330 that is above or below the surface 302 of the substrate. The substrate can be processed in at least one region of the surface of the substrate until it reaches the target plane.

表面302は、複数のセグメントに分割できる。複数のセグメントは、例えば、基板の表面に配置された平坦且つ二次元領域である。   The surface 302 can be divided into a plurality of segments. The plurality of segments are, for example, flat and two-dimensional regions arranged on the surface of the substrate.

この方法は、基板の少なくとも一の領域で、表面302の上又は下にある基準平面320を規定する工程を更に含んでよい。基板は、例えば、夫々のセグメントの表面が、基準平面320に対する所定の条件を満たす場合に、複数のセグメントにおいてパルス化されてよい。材料を除去する方法では、例えば、夫々のセグメントの表面が、基準平面320の下に配置される場合に、パルス処理を行うことができる。基準平面よりも上にある表面を持つセグメントは、例えば、非パルス状で処理でき、これにより、材料除去がより高速に行われる。   The method may further include defining a reference plane 320 that is above or below the surface 302 in at least one region of the substrate. The substrate may be pulsed in multiple segments, for example, if the surface of each segment meets a predetermined condition with respect to the reference plane 320. In the method of removing material, for example, when the surface of each segment is located below the reference plane 320, pulse processing can be performed. A segment having a surface above the reference plane can be processed, for example, in a non-pulsed manner, which results in faster material removal.

基準平面320は、基板のセグメントの表面302の下及び/又は上に配置されてよい。   The reference plane 320 may be located below and / or above the surface 302 of the substrate segment.

各種の模範的実施形態では、基準平面320は、基板の表面の荒い処理により、例えば、(化学的)機械研磨により得られる平面である。   In various exemplary embodiments, the reference plane 320 is a plane obtained by roughing the surface of the substrate, for example, by (chemical) mechanical polishing.

或いは又は加えて、基準平面320は、そこに到達するまで、滞留時間を修正するために供給速度のみが用いられる平面である。   Alternatively or additionally, the reference plane 320 is a plane where only the feed rate is used to correct the dwell time until it is reached.

個々のセグメントに対して、パルス処理310及び非パルス処理308の回数は、粒子線104の照射を開始する前に表面302から対象表面に到達するように決定されてよい。   For individual segments, the number of pulse treatments 310 and non-pulse treatments 308 may be determined to reach the target surface from the surface 302 before starting the irradiation of the particle beam 104.

パルス処理308の回数を決定する工程は、例えば、パルス幅、パルス振幅、パルス形状、及び/又はパルス分布を決定する工程を含んでよい。   Determining the number of pulse treatments 308 may include, for example, determining a pulse width, pulse amplitude, pulse shape, and / or pulse distribution.

この方法は、例えば、処理される表面の各領域に対してデューティサイクルを決定する工程を含む。デューティサイクルを制御することにより、例えば熱ドリフトにより生じるビーム源のパワー及び電流密度変動を、例えば、指定された誤差範囲内に補償できる。このために、時間平均化ビーム源放出電流は、その他の処理パラメータを維持しつつ、ビーム源放出電流、ひいては時間平均化イオン電流分布を一定に維持するように調整されたデューティサイクル及び測定変量として用いることができる。   The method includes, for example, determining a duty cycle for each region of the surface to be treated. By controlling the duty cycle, beam source power and current density variations caused by, for example, thermal drift can be compensated, for example, within a specified error range. To this end, the time averaged beam source emission current is a duty cycle and measurement variable adjusted to maintain the beam source emission current, and thus the time averaged ion current distribution, while maintaining other processing parameters. Can be used.

粒子線は、例えば、パルスが、パルス状で処理された領域の中心、即ちセグメントに対して対照的に配置されるように、パルス状で基板の表面に当たってよい。粒子線は、例えば、ガウスビームプロファイルを有する。よって、対照的にパルス照射されたセグメントは、例えば、セグメントの中心に対する点対象処理に関連して、及び/又は非対称処理に対して、均質性がより高い。   The particle beam may, for example, impinge on the surface of the substrate in a pulsed manner such that the pulse is placed in contrast to the center, ie segment, of the pulsed region. The particle beam has, for example, a Gaussian beam profile. Thus, in contrast, a pulsed segment is more homogenous, for example, in connection with point object processing for the center of the segment and / or for asymmetric processing.

パルス処理は、例えば、端部に、又は端部とセグメントの中心との間に位置する複数のパルス304を含む。   The pulse processing includes, for example, a plurality of pulses 304 located at the end or between the end and the center of the segment.

各種の実施形態では、この方法は、基板の表面の更なる照射工程312を含む。更なる照射工程312時は、粒子線104は、例えばシールドを用いて、又はビーム源制御器112のスイッチ回路を用いて、対象平面330に到達した基板の表面の一の領域において遮断される。このような遮断により、この領域の表面が、粒子線により処理されることを防止できる。言い換えれば、更なる処理工程中、ビーム源、例えばイオン源は、完全にオフにできる。即ち、デューティサイクルは0.0である。この場合、例えば、イオンビームは基板の一の位置から他の位置へ誘導されるが、これは表面セグメントを被覆又はエッチングせずに行われる。   In various embodiments, the method includes a further irradiation step 312 of the surface of the substrate. During a further irradiation step 312, the particle beam 104 is blocked in a region of the surface of the substrate that has reached the target plane 330, for example using a shield or using the switch circuit of the beam source controller 112. Such blocking can prevent the surface of this region from being treated with particle beams. In other words, during further processing steps, the beam source, for example an ion source, can be turned off completely. That is, the duty cycle is 0.0. In this case, for example, the ion beam is directed from one position of the substrate to another, but this is done without coating or etching the surface segments.

処理パラメータとして適合された滞留時間及びパルス持続時間を同時に用いることで、基板又はイオンビームの速度をより均一にでき、また処理全体をより適度にすることができるので、結果として、位置決めシステムの構成部品の寿命をより長くすることになる。   The simultaneous use of dwell time and pulse duration adapted as processing parameters can make the substrate or ion beam velocity more uniform and the overall process more reasonable, resulting in a positioning system configuration. This will extend the life of the parts.

Claims (20)

粒子線(104)を用いて基板(114)の表面(302)を処理する方法(300)であって、該方法(300)は、前記粒子線により前記基板(114)の前記表面(302)を照射する工程を備えており、
前記基板(114)の前記表面(302)の第1領域(308)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、非パルス(306)状で前記基板(114)の前記表面(302)に当たる前記粒子線(104)により処理され、
前記基板(114)の前記表面(302)の少なくとも第2領域(310)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、パルス状で前記基板(114)の前記表面(302)に当たる前記粒子線(104)により処理される
ことを特徴とする方法(300)。
A method (300) of treating a surface (302) of a substrate (114) with a particle beam (104), the method (300) comprising the surface (302) of the substrate (114) with the particle beam. The process of irradiating
In the first region (308) of the surface (302) of the substrate (114), the surface (302) of the substrate (114) is non-pulsed (306) and the surface (302) of the substrate (114). ) To be processed by the particle beam (104) hitting
In at least a second region (310) of the surface (302) of the substrate (114), the surface (302) of the substrate (114) impinges on the surface (302) of the substrate (114) in a pulsed manner. Process (300), characterized by being processed by particle beam (104).
粒子線(104)を用いて基板(114)の表面(302)を処理する方法(300)であって、該方法(300)は、前記粒子線により前記基板(114)の前記表面(302)を照射する工程を備えており、
前記基板(114)の前記表面(302)の第1領域(308)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、第1デューティサイクルでパルス(304)化された、前記基板(114)の前記表面(302)に当たる前記粒子線(104)により処理され、
前記基板(114)の前記表面(302)の少なくとも第2領域(310)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、前記第1デューティサイクルとは異なる第2デューティサイクルのパルス状で、前記粒子線(104)により処理される
ことを特徴とする方法(300)。
A method (300) of treating a surface (302) of a substrate (114) with a particle beam (104), the method (300) comprising the surface (302) of the substrate (114) with the particle beam. The process of irradiating
In the first region (308) of the surface (302) of the substrate (114), the surface (302) of the substrate (114) is pulsed (304) with a first duty cycle. ) Treated by the particle beam (104) impinging on the surface (302) of
In at least a second region (310) of the surface (302) of the substrate (114), the surface (302) of the substrate (114) is pulsed with a second duty cycle different from the first duty cycle. The method (300), characterized by being processed by the particle beam (104).
前記方法(300)は、処理される各表面領域に対して、パルス及び非パルス処理の回数を決定する工程を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法(300)。   The method (300) of claim 1 or 2, further comprising the step of determining the number of pulsed and non-pulsed treatments for each surface region to be treated. 前記パルス処理の回数を決定する工程は、パルス幅、パルス振幅、パルス形状、パルス位置、及び/又はパルス分布を決定する工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の方法(300)。   4. The method (300) of claim 3, wherein determining the number of pulse treatments includes determining pulse width, pulse amplitude, pulse shape, pulse position, and / or pulse distribution. 前記粒子線(104)は、パルスが、パルス(304)処理領域の中心周辺で対照的に配置されるように、パルス(304)状で前記基板(114)の前記表面(302)に当たることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の方法(300)。   The particle beam (104) impinges on the surface (302) of the substrate (114) in the form of a pulse (304) such that the pulse is placed in contrast around the center of the pulse (304) processing region. 5. A method (300) according to any one of the preceding claims, characterized in that it is characterized in that 前記方法(300)は、前記基板(114)の少なくとも一の領域で、表面(302)の上又は下にある基準平面(320)を規定する工程を更に備えており、
前記基板(114)は、前記領域の前記表面(302)が前記基準平面(320)と所定の関係を有する場合に、前記領域においてパルス(304)化され、
前記領域は、他の場合では、非パルス化されるか、又は処理されないことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法(300)。
The method (300) further comprises defining a reference plane (320) that is above or below the surface (302) in at least one region of the substrate (114);
The substrate (114) is pulsed (304) in the region when the surface (302) of the region has a predetermined relationship with the reference plane (320);
6. The method (300) according to any one of the preceding claims, wherein the region is otherwise unpulsed or not processed.
前記方法(300)は、処理される前記表面の各領域に対して前記第1デューティサイクルと前記第2デューティサイクルを決定する工程を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の方法(300)。   The method (300) of claim 2, wherein the method (300) further comprises determining the first duty cycle and the second duty cycle for each region of the surface to be treated. ). 前記非パルス照射が前記表面の一の領域で行われた後に、前記パルス照射が前記表面の同じ領域で行われることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の方法(300)。   The method (300) according to any one of the preceding claims, wherein the pulsed irradiation is performed in the same region of the surface after the non-pulsed irradiation is performed in a region of the surface. ). 前記パルス照射が前記表面の一の領域で行われた後に、前記非パルス照射が前記表面の同じ領域で行われることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の方法(300)。   The method (300) according to any one of claims 1 to 7, wherein the non-pulsed irradiation is performed in the same region of the surface after the pulsed irradiation is performed in one region of the surface. ). 前記粒子線(104)は、中性粒子ビーム、粒子束ビーム、イオンビーム、又は電子ビームであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の方法(300)。   The method (300) according to any one of the preceding claims, wherein the particle beam (104) is a neutral particle beam, a particle bundle beam, an ion beam or an electron beam. 前記粒子線(104)を用いて前記表面(302)を処理する際に、前記基板(114)の前記表面(302)又は前記表面の一部から材料が除去されることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載の方法(300)。   The material is removed from the surface (302) or part of the surface of the substrate (114) when processing the surface (302) with the particle beam (104). The method (300) of any one of 1 to 10. 前記粒子線(104)を用いて前記表面(302)を処理する際に、前記基板(114)の前記表面(302)又は前記表面の一部に材料が堆積されることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか一項に記載の方法(300)。   A material is deposited on the surface (302) or part of the surface of the substrate (114) when processing the surface (302) with the particle beam (104). The method (300) of any one of 1 to 11. 前記第1領域は、前記第2領域とは異なることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか一項に記載の方法(300)。   13. A method (300) according to any one of the preceding claims, wherein the first region is different from the second region. 前記方法(300)は、前記基板の前記表面(302)の少なくとも一部の表面状態を検出する工程を備えることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか一項に記載の方法(300)。   The method (300) according to any one of the preceding claims, wherein the method (300) comprises a step of detecting a surface condition of at least a part of the surface (302) of the substrate. . 前記方法(300)は、前記基板の前記表面(302)の上又は下にある対象平面を決定する工程を備えており、前記基板は、前記対象平面に到達するまで、前記基板(114)の前記表面(302)の一の領域で処理されることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか一項に記載の方法(300)。   The method (300) comprises determining an object plane that is above or below the surface (302) of the substrate, the substrate being in the substrate (114) until reaching the object plane. 15. The method (300) according to any one of claims 1 to 14, characterized in that it is treated in a region of the surface (302). 前記方法(300)は、前記基板(114)の前記表面(302)を更に照射する工程を備えており、前記対象平面に到達した前記基板(114)の前記表面(302)の一の領域(312)では、前記粒子線(104)は、この領域(312)において前記表面(302)が前記粒子線(104)によって処理されないように遮断されることを特徴とする請求項15に記載の方法(300)。   The method (300) includes the step of further irradiating the surface (302) of the substrate (114), wherein a region (302) of the surface (302) of the substrate (114) reaching the target plane ( In 312), the particle beam (104) is blocked in this region (312) such that the surface (302) is not treated by the particle beam (104). (300). 前記方法は、少なくとも一の他の更なる照射工程を備えており、前記非パルス照射の前記基板の前記表面の前記第1領域は、前記基板(114)の前記表面(302)上にパルス(306)化された前記粒子線(104)を用いた前記他の更なる照射工程中に処理されることを特徴とする請求項1ないし16のいずれか一項に記載の方法(300)。   The method comprises at least one other additional irradiation step, wherein the first region of the surface of the non-pulsed substrate is pulsed onto the surface (302) of the substrate (114). 306) The method (300) according to any one of the preceding claims, characterized in that it is processed during said further further irradiation step using the particle beam (104) that has been converted. 粒子線(104)を用いて基板(114)の表面(302)を処理する装置であって、該装置は、
粒子線(104)により前記基板(114)の前記表面(302)を処理するように構成された粒子線源と、
前記粒子線(104)を制御するように構成され、前記粒子線により前記基板(114)の前記表面(302)を照射するように構成されたビーム源制御手段(112)と、
を備えており、
前記基板(114)の前記表面(302)の第1領域(308)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、非パルス(306)状で前記基板(114)の前記表面(302)に当たる前記粒子線(104)により処理され、
前記基板(114)の前記表面(302)の第2領域(310)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、前記基板(114)の前記表面(302)上へパルス(304)化された前記粒子線(104)により処理される
ことを特徴とする装置。
An apparatus for processing a surface (302) of a substrate (114) using a particle beam (104) comprising:
A particle beam source configured to treat the surface (302) of the substrate (114) with a particle beam (104);
Beam source control means (112) configured to control the particle beam (104) and configured to irradiate the surface (302) of the substrate (114) with the particle beam;
With
In the first region (308) of the surface (302) of the substrate (114), the surface (302) of the substrate (114) is non-pulsed (306) and the surface (302) of the substrate (114). ) To be processed by the particle beam (104) hitting
In the second region (310) of the surface (302) of the substrate (114), the surface (302) of the substrate (114) is pulsed (304) onto the surface (302) of the substrate (114). A device characterized in that it is processed by the particle beam (104).
粒子線(104)を用いて基板(114)の表面(302)を処理する装置であって、該装置は、
粒子線(104)により基板(114)の表面(302)を処理するように構成された粒子線源と、
前記粒子線(104)を制御するように構成され、前記粒子線により前記基板(114)の前記表面(302)を照射するように構成されたビーム源制御手段(112)と、
を備えており、
前記基板(114)の前記表面(302)の第1領域(308)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、第1デューティサイクルでパルス(304)化された、前記基板(114)の前記表面(302)に当たる前記粒子線(104)により処理され、
前記基板(114)の前記表面(302)の第2領域(310)において、前記基板(114)の前記表面(302)は、前記第1デューティサイクルとは異なる第2デューティサイクルでパルス(304)化された、前記基板(114)の前記表面(302)に当たる前記粒子線(104)により処理される
ことを特徴とする装置。
An apparatus for processing a surface (302) of a substrate (114) using a particle beam (104) comprising:
A particle beam source configured to treat the surface (302) of the substrate (114) with the particle beam (104);
Beam source control means (112) configured to control the particle beam (104) and configured to irradiate the surface (302) of the substrate (114) with the particle beam;
With
In the first region (308) of the surface (302) of the substrate (114), the surface (302) of the substrate (114) is pulsed (304) with a first duty cycle. ) Treated by the particle beam (104) impinging on the surface (302) of
In a second region (310) of the surface (302) of the substrate (114), the surface (302) of the substrate (114) is pulsed (304) at a second duty cycle different from the first duty cycle. Processed by the particle beam (104) striking the surface (302) of the substrate (114).
処理チャンバ(122)を更に備えており、前記照射源(102)及び前記基板(114)の少なくとも一部は、前記処理チャンバ(122)内に配置されることを特徴とする請求項18又は19に記載の装置。   20. A process chamber (122) further comprising at least a portion of the irradiation source (102) and the substrate (114) disposed in the process chamber (122). The device described in 1.
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